JPH07113503A

JPH07113503A - 煙管ボイラ

Info

Publication number: JPH07113503A
Application number: JP28195993A
Authority: JP
Inventors: Akinori Kawakami; 昭典川上
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1993-10-15
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】煙管ボイラにおいて、騒音や振動をの発生を
防止するとともに、熱伝達の促進を図ることを目的とし
ている。【構成】少なくとも１本の煙管(1) を備えた煙管ボイ
ラにおいて、前記煙管(1) 中に複数個のプレート部材
(2) を、所定の間隔をおいて、かつ各プレート部材の周
端部と前記煙管の内壁面との間に燃焼ガスが流通可能な
隙間(3) を設けた状態で配置し、前記隙間(3) を前記プ
レート部材(2) の周方向に複数個に分割して形成した構
成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、煙管ボイラにおける
騒音や振動を防止するための工夫に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、煙管をボイラの胴に多数配列
した構造の煙管ボイラが用いられている。この煙管ボイ
ラは、煙管の内部に燃焼ガスを流して煙管の周囲の水を
加熱する構成になっている。この煙管ボイラでは、ボイ
ラの運転条件によって騒音や振動が発生することがあ
る。

【０００３】煙管ボイラに備えられたバーナは、その燃
焼に対応した雑多な振動源を持っている。一方、煙管
は、その長さに対応する固有振動数を有している。従っ
て、バーナ稼動中、燃焼に伴う振動が煙管の固有振動数
と一致すると、煙管全体が振動し、騒音となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、煙管ボイ
ラにおいて、騒音や振動を防止することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するためになされたもので、少なくとも１本の煙管
を備えた煙管ボイラにおいて、前記煙管中に複数個のプ
レート部材を、所定の間隔をおいて、かつ各プレート部
材の周端部と前記煙管の内壁面との間に燃焼ガスが流通
可能な隙間を設けた状態で配置し、前記隙間を前記プレ
ート部材の周方向に複数個に分割して形成したことを特
徴としている。また、この発明は、複数個の前記連結部
材をプレート部材の周端部に配置して各プレート部材を
連結するとともに、この連結部材により、プレート部材
の周端部と煙管の内壁面との間に形成した隙間を複数個
に分割したことを特徴としている。さらに、この発明
は、煙管中に配置したプレート部材のうち、最上流位置
に配置した最上流位置プレート部材の上流側端面に錐体
状部材を設けたことを特徴としている。

【０００６】

【作用】煙管中に複数個のプレート部材を、各プレート
部材の周端部と煙管の内壁面との間に燃焼ガスが流通可
能な隙間を設けた状態で配置することにより、燃焼ガス
が撹拌されて、伝熱作用が促進される。プレート部材の
周端部と煙管の内壁面との間に形成した隙間を複数個に
分割して形成することにより、また、最上流位置プレー
ト部材の上流側端面に錐体状部材を設けることにより、
煙管が明確な固有振動数を持たなくなり、騒音や振動の
発生が防止される。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の好ましい実施例について説
明する。図１，図２において、この発明に係る煙管ボイ
ラは、混合ガス筒(6) 、燃焼筒(7) 、缶体(8) 及び煙突
台(9) を連結して構成されている。前記混合ガス筒(6)
には、上流側から燃料ガスと燃焼用空気を予め混合した
予混合ガスが供給される。前記缶体(8) は、外筒(11)、
管板(12)，(13)、及びこれらの管板(12)と管板(13)との
間に配置した多数の煙管(1) を有している。煙管(1) の
外側と外筒(11)の内側との間に液体貯溜空間(14)が形成
されている。前記外筒(11)には、水を液体貯溜空間(14)
へ供給する水流入口(15)と、温水を液体貯溜空間(14)か
ら外部へ供給する温水流出口(16)が設けられている。

【０００８】前記煙管(1) の入口開口部には、各入口開
口部に対面してバーナ(10)がそれぞれ配置されている。
このバーナ(10)の構造としては、１個のバーナで構成
し、火炎が形成されるバーナの燃焼面を、煙管(1) の各
入口開口部に対面させるように分割して配置したものに
することもできる。

【０００９】前記煙管(1) 中には、複数個のプレート部
材(2) が所定の間隔をおいて配置されており、各プレー
ト部材の周端部と前記煙管の内壁面との間に燃焼ガス
（燃焼火炎、燃焼反応中のガスも含む）が流通可能な隙
間が設けられている。各プレート部材(2) は、連結部材
(4) にて連結されている。前記プレート部材(2) のう
ち、最上流位置に配置した最上流位置プレート部材(21)
の上流側端面に、円錐或いは三角錐等の形状をした錐体
状部材(5) が設けられている。

【００１０】図３，図４，図５，図６に、この発明の要
部に関する第１の実施例を示す。煙管(1) 中に、複数個
のプレート部材(2) が、所定の間隔をおいて配置されて
おり、これらのプレート部材のうち、最上流位置に配置
した最上流位置プレート部材(21)の上流側端面に、錐体
状部材(5) が設けられている。この錐体状部材(5) を設
けることにより、煙管(1) の入口部と最上流位置プレー
ト部材(21)との間に明確な固有振動数が形成されるのを
防ぐことができる。また、各プレート部材の周端部と前
記煙管の内壁面との間に燃焼ガスが流通可能な隙間(3)
が設けられている。各プレート部材は、その周端部に配
置された複数個の連結部材(4) にて連結されており、こ
の連結部材(4) により、前記隙間(3) が、プレート部材
の周方向に複数個に分割されて形成されている。各プレ
ート部材(2) には８つの切り欠き部が設けられており、
連結部材(4) は、これらの切り欠き部に嵌合された形で
固定されている。

【００１１】最上流位置プレート部材(21)と２つ目のプ
レート部材(2) との間には、図４に示すように、プレー
ト部材の上下左右に連結部材(4) が固定されている。２
つ目のプレート部材と３つ目のプレート部材との間に
は、図５に示すように、その上流側の連結部材の固定位
置より３０°回転させた位置に、連結部材(4) が固定さ
れている。３つ目のプレート部材と４つ目のプレート部
材との間には、図６に示すように、その上流側の連結部
材の固定位置よりさらに３０°回転させた位置に、連結
部材(4) が固定されている。以下、その下流側は、３０
°ずつ回転させた位置に連結部材が固定されている。こ
のような構成にすることにより、燃焼ガスが煙管の内壁
面に沿って撹拌されながら流れ、熱伝達が格段に向上す
る。また、各プレート部材の周端部と煙管の内壁面との
間に形成される隙間(3) が、プレート部材の周方向に複
数個に分割して形成され、しかも隣接するプレート部材
の隙間が対面しないようにその位置をずらせて設けてら
れているため、各隙間が煙管の軸方向に一直線状に連な
らず、バーナの燃焼に伴い発生した振動波が反射され
て、明確な固有振動数が形成されない。

【００１２】図７，図８，図９，図１０に、この発明の
要部に関する第２の実施例を示す。煙管(1) 中に、複数
個のプレート部材(2) が、所定の間隔をおいて配置され
ており、これらのプレート部材のうち、最上流位置に配
置した最上流位置プレート部材(21)の上流側端面に、錐
体状部材(5) が設けられている。この錐体状部材(5)を
設けることにより、煙管(1) の入口部と最上流位置プレ
ート部材(21)との間に明確な固有振動数が形成されるの
を防ぐことができる。また、各プレート部材の周端部と
前記煙管の内壁面との間に燃焼ガスが流通可能な隙間
(3) が設けられている。各プレート部材は、その周端部
に配置された複数個の連結部材(4) にて連結されてお
り、この連結部材(4) により、前記隙間(3) が、プレー
ト部材の周方向に複数個に分割されて形成されている。
各連結部材(4) はプレート部材の周端部に固定され、連
結部材の厚み分だけ前記隙間(3) の寸法が確保されてい
る。

【００１３】最上流位置プレート部材(21)と２つ目のプ
レート部材(2) との間には、図８に示すように、プレー
ト部材の上下左右に連結部材(4) が固定されている。２
つ目のプレート部材と３つ目のプレート部材との間に
は、図９に示すように、その上流側の連結部材の固定位
置より３０°回転させた位置に、連結部材(4) が固定さ
れている。３つ目のプレート部材と４つ目のプレート部
材との間には、図１０に示すように、その上流側の連結
部材の固定位置よりさらに３０°回転させた位置に、連
結部材(4) が固定されている。以下、その下流側は、３
０°ずつ回転させた位置に連結部材が固定されている。
このような構成にすることにより、燃焼ガスが煙管の内
壁面に沿って撹拌されながら流れ、熱伝達が格段に向上
する。また、各プレート部材の周端部と煙管の内壁面と
の間に形成される隙間(3) が、プレート部材の周方向に
複数個に分割して形成され、しかも隣接するプレート部
材の隙間が対面しないようにその位置をずらせて設けて
られているため、各隙間が煙管の軸方向に一直線状に連
ならず、バーナの燃焼に伴い発生した振動波が反射され
て、明確な固有振動数が形成されない。

【００１４】図１１，図１２，図１３，図１４に、この
発明の要部に関する第３の実施例を示す。煙管(1) 中
に、複数個のプレート部材(2) が、所定の間隔をおいて
配置されており、これらのプレート部材のうち、最上流
位置に配置した最上流位置プレート部材(21)の上流側端
面に、錐体状部材(5) が設けられている。この錐体状部
材(5) を設けることにより、煙管(1) の入口部と最上流
位置プレート部材(21)との間に明確な固有振動数が形成
されるのを防ぐことができる。また、各プレート部材の
周端部と前記煙管の内壁面との間に燃焼ガスが流通可能
な隙間(3) が設けられている。各プレート部材には、そ
の周端部に複数個の突起部(17)が設けられ（図示した実
施例では各プレート部材に４つずつ）、この突起部(17)
により、前記隙間(3) がプレート部材の周方向に複数個
に分割されている。また、各プレート部材は、その中央
部に設けられた連結部材(4) にて互いに連結されてい
る。

【００１５】最上流位置プレート部材(21)には、図１２
に示すように、プレート部材の上下左右に突起部(17)が
形成されている。２つ目のプレート部材(2) には、図１
３に示すように、前記最上流位置プレート部材の突起部
の形成位置より３０°回転させた位置に、突起部(17)が
形成されている。３つ目のプレート部材(2) には、図１
４に示すように、その上流側のプレート部材の突起部の
形成位置より３０°回転させた位置に、突起部(17)が形
成されている。以下、その下流側は、３０°ずつ回転さ
せた位置に突起部が形成されている。このような構成に
することにより、燃焼ガスが煙管の内壁面に沿って撹拌
されながら流れ、熱伝達が格段に向上する。また、各プ
レート部材の周端部と煙管の内壁面との間に形成される
隙間(3)が、プレート部材の周方向に複数個に分割して
形成され、しかも隣接するプレート部材の隙間が対面し
ないようにその位置をずらせて設けてられているため、
各隙間が煙管の軸方向に一直線状に連ならず、バーナの
燃焼に伴い発生した振動波が反射されて、明確な固有振
動数が形成されない。

【００１６】上記の構成について、その作用を説明す
る。まず、混合ガス筒(6) に供給された予混合ガスがバ
ーナ(10)から噴出し、火炎が形成される。火炎は、各煙
管(1)の入口開口部にそれぞれ形成される。このバーナ
の燃焼に伴い発生した高温の燃焼ガス（燃焼火炎、燃焼
反応中のガスも含む）は、煙管中を流れ、煙突台(9) を
経て系外に排出される。この間に、水流入口(15)から流
入した水は、液体貯溜空間(14)内で煙管からの伝熱によ
り加熱され、温水となった後、温水流出口(16)から外部
へ供給される。

【００１７】各プレート部材の周端部と煙管の内壁面と
の間に形成される隙間(3) の作用により、燃焼ガスが煙
管の内壁面に沿って流れるとともに、その流速が高ま
る。また、各プレート部材の下流側に渦流が発生して、
燃焼ガスが撹拌される。従って、燃焼ガスから煙管への
熱伝達が格段に向上する。

【００１８】最上流位置プレート部材(21)の上流側端面
に錐体状部材(5) が設けられているため、煙管(1) の入
口部と最上流位置プレート部材(21)との間に明確な固有
振動数が形成されるのを防ぐことができる。また、各プ
レート部材の周端部と煙管の内壁面との間に形成される
隙間(3) が、プレート部材の周方向に複数個に分割して
形成され、しかも隣接するプレート部材の隙間が対面し
ないようにその位置をずらせて設けてられているため、
各隙間が煙管の軸方向に一直線状に連ならず、バーナの
燃焼に伴い発生した振動波が反射されて、明確な固有振
動数が形成されない。従って、煙管全体が、明確な固有
振動数を持たず、騒音や振動の発生が確実に防止され
る。

【００１９】以上の説明においては、この発明に係る煙
管ボイラを温水生成用のボイラとして説明しているが、
液体貯溜空間(14)の上部に蒸気室も設けることにより、
蒸気生成用のボイラとすることもできる。

【００２０】

【発明の効果】この発明は、以上のような構成であり、
煙管中に複数個のプレート部材を配置し、各プレート部
材の周端部と煙管の内壁面との間に燃焼ガスが流通可能
な隙間を設けることにより、燃焼ガスが煙管の内壁面に
沿って流れ、かつ燃焼ガスの流れが撹拌されて、燃焼ガ
スから煙管への熱伝達が格段に向上する。また、プレー
ト部材の周端部と煙管の内壁面との間に形成した隙間を
複数個に分割して形成することにより、さらには、最上
流位置プレート部材の上流側端面に錐体状部材を設ける
ことにより、煙管が明確な固有振動数を持たず、騒音や
振動の発生を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る煙管ボイラの一実施例を示す縦
断面図である。

【図２】図１のII−II線拡大断面図である。

【図３】図１の要部について、その第１実施例を拡大し
て示す縦断面図である。

【図４】図３のIV−IV線断面図である。

【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】図３のVI−VI線断面図である。

【図７】図１の要部について、その第２実施例を拡大し
て示す縦断面図である。

【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。

【図９】図７のIX−IX線断面図である。

【図１０】図７のＸ−Ｘ線断面図である。

【図１１】図１の要部について、その第３実施例を拡大
して示す縦断面図である。

【図１２】図１１のXII −XII 線断面図である。

【図１３】図１１のXIII−XIII線断面図である。

【図１４】図１１のXIV −XIV 線断面図である。

【符号の説明】

１煙管２プレート部材３隙間４連結部材５錐体状部材 21 最上流位置プレート部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１本の煙管(1) を備えた煙管
ボイラにおいて、前記煙管(1) 中に複数個のプレート部
材(2) を、所定の間隔をおいて、かつ各プレート部材の
周端部と前記煙管の内壁面との間に燃焼ガスが流通可能
な隙間(3) を設けた状態で配置し、前記隙間(3) を前記
プレート部材(2) の周方向に複数個に分割して形成した
ことを特徴とする煙管ボイラ。
【請求項２】請求項１に記載の煙管ボイラにおいて、
複数個の連結部材(4) をプレート部材(2) の周端部に配
置して各プレート部材を連結するとともに、この連結部
材(4) により、プレート部材(2) の周端部と煙管(1) の
内壁面との間に形成した隙間(3) を複数個に分割したこ
とを特徴とする煙管ボイラ。
【請求項３】請求項１に記載の煙管ボイラにおいて、
煙管(1) 中に配置したプレート部材(2) のうち、最上流
位置に配置した最上流位置プレート部材(21)の上流側端
面に錐体状部材(5) を設けたことを特徴とする煙管ボイ
ラ。